利用鋼鐵渣合成無機微量營養(yǎng)元素肥料的應(yīng)用基礎(chǔ)研究.pdf

1、鋼鐵工業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱性產(chǎn)業(yè)，由于經(jīng)濟高速增長的拉動作用而使其生產(chǎn)規(guī)模不斷增加，但同時也帶來了一系列的環(huán)境污染問題，其“三廢”的排放治理和綜合利用對于建立起自身良性發(fā)展與自然環(huán)境和諧友好的關(guān)系起到非常關(guān)鍵的作用。 本研究課題來源于國家自然科學(xué)基金項目“利用鋼鐵廠廢渣生產(chǎn)無機微量營養(yǎng)元素肥料的應(yīng)用基礎(chǔ)研究”，課題研究的目的和意義在于為擴大鋼鐵廠廢渣的綜合利用率和提高再利用的附加值提供新的途徑，同時滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的高產(chǎn)量和高品

2、質(zhì)協(xié)同發(fā)展的需求。在鋼鐵廠生產(chǎn)的出渣過程中通過對有關(guān)元素的添加來實現(xiàn)微量元素復(fù)合肥料的在線生產(chǎn)，以充分利用高溫熔渣中蘊含的大量顯熱，減少因肥料的再次合成而造成的能源浪費。 本研究根據(jù)目前耕種土壤的微量元素豐缺狀況和鋼鐵渣的自身特點，確定所要合成的無機微量營養(yǎng)元素肥料為無機態(tài)的鋅肥、鉬肥和硼肥三個品種。 研究對合成相應(yīng)肥料所需的鋅鉬硼各元素的礦物添加劑進行了選擇，對利用鋼鐵渣合成無機鋅肥、鉬肥和硼肥分別進行了高溫合成、礦相

3、及性能測試等實驗研究，并選擇了幾種常見農(nóng)作物對所合成的無機肥料進行了農(nóng)業(yè)栽培試驗研究，主要研究內(nèi)容分為以下三個部分： (1)復(fù)合鋅肥在實驗室條件下通過在高爐渣和轉(zhuǎn)爐渣中添加氧化鋅分別進行無機鋅肥的高溫合成、礦相分析、含鋅主晶相微觀形貌觀察和肥料的有關(guān)性能測定等實驗研究。結(jié)果表明，由高爐渣高溫合成的肥料試樣在緩冷條件下鋅元素以形成的2ZnO·SiO2晶相為主要的存在形式，水淬急冷時以非晶的玻璃相形式存在；由轉(zhuǎn)爐渣合成復(fù)合鋅肥時冷卻

4、方式不同不能改變肥料中鋅的晶相種類，肥料試樣內(nèi)鋅元素均以形成ZnO·Fe2O3晶相為主要存在形式。在弱酸溶解條件下由高爐渣合成的肥料中鋅元素的溶出率高于轉(zhuǎn)爐渣合成的肥料。 合成的無機鋅肥對番茄、茄子和玉米三個作物品種進行了盆栽試驗，試驗表明合成的肥料促進了試驗作物的生長發(fā)育，可以增加作物產(chǎn)量和品質(zhì)，施肥后提高了耕種土壤的有效鋅含量。 (2)復(fù)合鉬肥通過添加三氧化鉬對利用高爐渣和轉(zhuǎn)爐渣合成無機鉬肥分別進行高溫合成、礦相分析

5、、含鉬主晶相微觀形貌觀察和肥料的有關(guān)性能測定等實驗研究。結(jié)果表明，由高爐渣高溫合成的鉬肥試樣在緩冷條件下鉬元素以形成的CaO·MoO3晶相為主要的存在形式，水淬急冷時以非晶的玻璃相形式存在；在由轉(zhuǎn)爐渣合成鉬肥時在緩冷和水淬急冷得到的肥料試樣內(nèi)鉬元素均以形成CaO·MoO3晶相為主要存在形式。在弱酸溶解條件下由高爐渣水淬合成的肥料中鉬元素元素的溶出率高于由高爐渣緩冷和由轉(zhuǎn)爐渣合成的肥料中鉬元素的溶出率。 合成的無機鉬肥對番茄、茄子

6、和玉米三個作物品種進行了盆栽試驗，施用合成的無機鉬肥可以促進試驗作物的生長發(fā)育，增加作物產(chǎn)量和品質(zhì)，施肥后可以提高耕種土壤的有效鉬含量。 (3)復(fù)合硼肥通過在高爐渣和轉(zhuǎn)爐渣內(nèi)添加硼砂的方式分別進行無機硼肥的高溫合成、礦相分析和肥料的有關(guān)性能測定等實驗研究。結(jié)果表明，由高爐渣高溫合成的硼肥試樣在緩冷條件和水淬急冷下硼元素均以形成非晶的玻璃相形式存在；在由轉(zhuǎn)爐渣合成硼肥時緩冷條件下以形成3CaO·B2O3晶相為主要的存在形式，水淬急